建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用

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摘要：剪力墻因為具有較好的抗震性以及抗側(cè)剛度，又稱之為抗震墻，隨著我國建筑行業(yè)發(fā)展的越來越穩(wěn)定，在現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常被應(yīng)用，受到大多數(shù)建筑設(shè)計師的喜愛，剪力墻的實際應(yīng)用不僅是提高了建筑物的質(zhì)量，更是促進(jìn)了我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。本文主要就是針對剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行討論，研究剪力墻的設(shè)計原則以及設(shè)計重點，進(jìn)而分析將剪力墻應(yīng)用到建筑中的實際應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計;建筑;實際應(yīng)用

前言

隨著人們的生活質(zhì)量得到了明顯的提高，對于建筑物的要求也變得更高，現(xiàn)階段的建筑物不僅需要有較強的功能性，同時具備較高的質(zhì)量也是人們追求的。通過加強建筑結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)人們對建筑的質(zhì)量要求是相對有效的方法，而經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中具有較強的穩(wěn)定性、抗震性，能夠有效的提高建筑物的質(zhì)量，并且經(jīng)過大量的實際應(yīng)用，已經(jīng)成為我國現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中很重要的一部分，剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中受到設(shè)計師的廣泛喜愛。

1關(guān)于剪力墻

1.1剪力墻的定義

剪力墻為了防止建筑在不同的環(huán)境下受到剪切性的破壞，但是在實際應(yīng)用中又被稱為抗震墻或者抗風(fēng)墻，因為其主要需要防止建筑物受損的原因就是防風(fēng)以及防震，為增強器穩(wěn)定性一般會選擇鋼筋或者混凝土這樣的材料，通過這樣的材料來承受建筑中水方向或者垂直方向上的力結(jié)構(gòu)，就能夠有效的對建筑結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的水平力進(jìn)行控制。其主要應(yīng)用于高層建筑或者高聳的結(jié)構(gòu)里，通過電梯間、樓梯間或者設(shè)備房等的間隔墻進(jìn)行幫助圍成，經(jīng)過混凝土澆灌使之具有較強的剛度以及強度，能夠很好的承受水平方向的荷載。

1.2剪力墻的分類

剪力墻主要根據(jù)墻上是否有開口進(jìn)行區(qū)分，不開口的為實體墻，開口的又會根據(jù)開口的大小分為整體上小開口的剪力墻、多肢剪力墻以及壁式框架剪力墻。實體墻一般情況指沒有開口的剪力墻，這樣墻體因為受力面積比較均勻，在彎矩圖處顯現(xiàn)出的特點就是，既不會有明顯的反彎，也不會有明顯的突變，具有較強的承受能力，是很多建筑物中必不可少的一部分。而另外三種剪力墻均為開口的，其中開口最小的是整體上小開口的剪力墻，剪力墻上的開口大小不會超出正面墻體總面積的15%，于實體墻相比，這種墻的變形為彎曲性，在彎矩圖處也不會體現(xiàn)出反彎，但是會有出現(xiàn)突變的可能性；而多肢剪力墻相對開口面積較大，有一些開口還是以成列狀進(jìn)行排列的，在剪力墻的彎矩圖處也不會發(fā)生任何異常的情況；最后一種類型就是壁式框架剪力墻，它的開口是所有類型中最大的，具有剪切型的變形。

2剪力墻的設(shè)計原理

2.1樓層之間遵循最小剪力系數(shù)調(diào)整原則

樓層之間遵循最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則，是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中最基本的一項原則，因為現(xiàn)代化的建筑要求其抗震性能夠更強，在建筑實際施工中，就會通過減輕房屋以及結(jié)構(gòu)本身的重量來實現(xiàn)這一點，因此減少剪力墻的數(shù)量是比較直觀的一種方法，而為了不影響剪力墻本身的作用，一般情況下會有一個臨界值，即在短肢剪力墻承受的第一真幸福底部地震傾覆力能夠占整體傾覆力的40%以內(nèi)。在這樣的基礎(chǔ)上進(jìn)行剪力墻的大開間處理，對于側(cè)向剛度就會有更好的掌控。有效的控制樓層之間的最小剪力系數(shù)，因為減少了剪力墻的數(shù)量，從而減低了建筑工程中的成本，為建筑工程帶來更大的收益。

2.2樓層之間的最大位移以及樓層高度之間必要比例的調(diào)整原則

其實常見的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，重點在于樓層之間的變形處理（扭轉(zhuǎn)變形、剪切變形）。剪切變形與扭轉(zhuǎn)變形之間是存在一定的關(guān)系的，首先施工人員為了控制剪切變形，就會大量的增加豎向構(gòu)件，而豎向構(gòu)建是剪力墻中的重要組成部分，增加豎向構(gòu)件無疑使得建筑中剪力墻的結(jié)構(gòu)增加，直接導(dǎo)致剪力墻重量過大增強了建筑扭轉(zhuǎn)變形的概率，建筑的各個樓層之間也會更加容易出現(xiàn)位移的現(xiàn)象，使得建筑的質(zhì)量得不到保障，因此在建造剪力墻的時候，一定要注意剪力墻給各個樓層之間的位移以及高度比例造成的影響，控制好其中的比例是十分重要的。

2.3剪力墻連梁超限調(diào)整原則

剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁跨高也應(yīng)該有一定的比值，因為經(jīng)過實際研究可以發(fā)現(xiàn)剪力墻的跨高比過小的情況下，就容易導(dǎo)致剪力以及彎矩的實際數(shù)值超出限額值，對于剪力墻結(jié)構(gòu)會有較大的影響。比如當(dāng)剪力墻的連梁跨高比在5~6之間時，并且剪力連梁的剛度能夠始終保持不變，剪力墻的剪力以及彎矩極有可能出現(xiàn)超出限額的情況，會影響整個建筑的質(zhì)量，在這種剪力墻連梁跨度比超過5的時候，就應(yīng)該使用壁式框架的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計。總而言之所有的設(shè)計原則主要的目的就是在保證建筑工程質(zhì)量的同時，盡可能的降低建筑工程的成本，使得帶來更多的收益。

3剪力墻的設(shè)計重點

3.1控制剪力墻的數(shù)量

剪力墻確實能夠提高建筑的抗震性，但是剪力墻的數(shù)量應(yīng)該是適當(dāng)?shù)模驗樯衔闹幸蔡岬搅耍袅Φ臄?shù)量過多會導(dǎo)致建筑負(fù)重過多，容易導(dǎo)致樓層出現(xiàn)位移或者扭轉(zhuǎn)變形，因此需要注意的是建筑的設(shè)計重點中，減輕建筑本身的重量是首要考慮的問題，其次才是增強建筑的抗震性，所有控制剪力墻的數(shù)量是建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點之一，可以根究建筑的實際需要以及結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行合理的分配。

3.2剪力墻的平面布置

以軸線反向進(jìn)行剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因為原材料主要是鋼筋混凝土，因此其豎向以及水平方向的負(fù)荷均為墻體進(jìn)行支撐，因此剪力墻的平面布置上就應(yīng)該按照軸線方向進(jìn)行布置。另外需要注意的是剪力墻與剛度之間應(yīng)該是相互配合的，能夠起到較好的支撐作用，因此需要遵從剪力墻中心與剛度中心相對應(yīng)的原則進(jìn)行布置，這種情況下剪力墻的平面布置一般會呈現(xiàn)出對稱的狀態(tài)，這樣的布置方式在一定程度上增加了建筑的穩(wěn)定性，減輕了建筑出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形的概率。但是設(shè)計人員還應(yīng)該注意，剪力墻的平面布置是為了加強建筑的穩(wěn)定性，其抗震性還需要通過豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行支撐，因此在建筑剪力墻的時候，應(yīng)該是雙向考慮的。

3.3建筑剪力墻的其他重點

建筑工程中剪力墻的設(shè)計與建造具有一定的意義，因此在建筑剪力墻的時候，應(yīng)該要注意的事情也是相對較多的：①剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該是與實際情況相符的，設(shè)計者在進(jìn)行剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該針對建筑的實際情況進(jìn)行具體的分析，然后再進(jìn)行設(shè)計，避免在實際施工的過程中，剪力墻的建造不能夠順利的進(jìn)行；②要保證剪力墻的安全性問題，因為建筑物本身的安全性主要就是靠剪力墻來實現(xiàn)，保證了剪力墻的安全可靠性，使得剪力墻的抗震性能夠最大化的發(fā)揮出來；③要考慮工程的造價問題，通過有效的控制建造剪力墻的材料中的含鋼量，在不影響建筑工程質(zhì)量的前提下，盡可能的降低工程的成本，是所有的材料都能夠得到最大化的發(fā)揮，實現(xiàn)建筑工程的優(yōu)化設(shè)計與施工。

4結(jié)語

綜上所述，剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中是比較重要的一個部分，在我國的建筑行業(yè)進(jìn)行廣泛的應(yīng)用，能夠提高我國建筑工程的質(zhì)量，同時能夠有效的優(yōu)化建筑的結(jié)構(gòu)，設(shè)計人員應(yīng)該將剪力墻的設(shè)計原則以及設(shè)計重點進(jìn)行仔細(xì)的研究，然后通過探索創(chuàng)新出更多的新技術(shù)，促進(jìn)我國的建筑事業(yè)穩(wěn)定的發(fā)展。

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作者:吳星星 單位:深圳中海世紀(jì)建筑設(shè)計有限公司南昌分公司